80.0% 70.0% 60.0% 50.0% 40.0% 30.0% 20.0% 10.0%
0.0%
肺
胃
结直肠
甲状腺
其他
肾
肝
食管
骨软组织
子宫颈 子宫
头颈 卵巢
胰腺 脑 膀胱
累计收集病例
收集的各组织所占比例
累计收集血液样本, 2007-2015
年
癌症类型 乳腺 甲状腺 肺 骨软组织 胃 肝 食管 头&颈 子宫颈 肾 卵巢 子宫 结直肠 膀胱 脑 胰腺 其他 总计
病例数 15,658 20,218 6,625 4,260 2,433 1,786 1,763 2,001 1,267 1,506 944 791 785 685 333 292 5,375
66,722
比例 23.47% 30.30%
9.93% 6.38% 3.65% 2.68% 2.64% 3.00% 1.90% 2.26% 1.41% 1.19% 1.77% 1.03% 0.50% 0.44% 8.06%
肿瘤放射治疗的历史
• 1895年伦琴发现X射线 • 1897年就有应用X射线治疗癌症的报告 • 1899年放射治疗治愈了第一例病人 • 1922年生产出了早期的放射治疗设备：深部X线机 • 20世纪50年代钴60治疗机及电子直线加速器相继应
用于肿瘤的放射治疗 • 70年代开始应用中子、重离子等治疗肿瘤
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物理精准的典型：
立体定向放疗技术的演进
•影像引导：从无到有
•共面照射
非共面照射
•呼吸运动的处理：从无到有
•单次照射剂量：3~4Gy
9/19/2019
20Gy
Targeting System
射定波位系刀统 系统介绍
Synchrony™
camera 同步追踪器
X-ray sources X光射源
数据和 知识 融合
一体式搜索 服务
样本准备
智能分析引 擎
数据质控
样本填充 样本分组
按列
对比
数据
分析
关联
挖掘
结果报告
可视化展示及操作
组织结构图
伦理委员会
国家肿瘤精准医学联盟执行委员会 项目执行办公室
学术委员会
大数据中心
生物样本中心
临床信息中心
组学数据 中心
大数据资源支持 转化医学
云计算平台
转化医学研究中心
9/19/2019
Lally BE, Cancer 2007
放疗新技术的应用降低了乳腺癌放疗 病人心脏病死亡率
美国SEER数据库数据，共27283例病人，中位随诊111个月
乳腺癌病人随访十五年死于缺血性心脏病的比例
Giordano SH, J Natl Cancer Inst, 2005
放疗新技术的应用降低了乳腺癌放疗 病人心脏病死亡率
放射治疗 “物理精准”的发展
• 计算机技术、影像技术及放射治疗技术的进展
– 精确定位——找准治疗靶区 – 精确计划——精确计算治疗靶区及危及器官剂量 – 精确实施——精准地将计算出的剂量投照到肿瘤部位
9/19/2019
放射治疗 “物理精准”的意义
• 提高肿瘤局部剂量>>>肿瘤控制率的提高 • 降低正常组织损伤>>>治疗相关毒副作用的降低 • 最终带来病人生存时间的延长，生活质量的提高
Precision medicine research
Precision public health advisories
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第一阶段
时间：6-8个月
第二阶段
时间：12个月
第三阶段
时间：24个月
三阶段具体目标
在三种癌症（肾癌，肝癌，肺癌）进行初步研究 扩展到医院中所有的临床科室
建立全国范围内的肿瘤精准医学合作网络
80.31 68.96
Clean Rate (%)
99.9 97.48 98.66 82.98 95.00 97.31 …… 97.76 95.57
Duplicate Rate (%)
11.33 14.38 7.81 15.03
9.28 11.23 ……
13.83 12.21
表1：全外显子组测序统计汇总
肿瘤生物标本和临床数据库
组织定位和病理诊断
临床数据库
10
临床数据管理平台
基于深度学习的EMR 数据处 理
基于云平台的多组学数据处 理流程
大数据分析 交互平台
处理建议和 指导性分析
11
工作流程-从数据到可供分析的报告
精准医学大数据中心科研平台
科研流程支持 资料查询
临床和随访信息 组学信息
文献库 公共数据库
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立体定向放疗剂量与早期 NSCLC预后
• 日本Onishi早期研究 (241例I期NSCLC) – 提高立体定向放射治疗 （SBRT）剂量可以提高 病人生存率 – 可手术病人放疗BED >100Gy和<100Gy的3年 OS分别为88.4%和69.4% （P < 0.01)
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样本
001N 001T 002N 002T 003N 003T …… 114N 114T
Raw Reads
(M)
79.33 72.63 67.54 90.59
73.37 68.67 ……
82.15 72.16
Clean Reads
(M)
79.25 70.81 66.64 75.18
69.70 66.82 ……
Tianjin Medical University Cancer Institute & Hospital HuanhuXi Road, TiYuanBei, He Xi District, Tianjin 300060, PRC Tel: +86-22-23340123 Fax: + 86-22-23341405 Web site:
本世纪初关注
首次精准医疗战略专家会
国家精准医疗战略专家委员会
精准外科概念
精准医学
NSCLC的治疗已经进入了个体化时代
组织学或分子学的 标记 基因检测
EGFR突变NSCLC患者NCCN指 南推荐使用TKI
ALK阳性 NSCLC患者服用 克唑替尼获得更长的OS
个体化治疗确保了患者获得最佳的治疗方案
克唑替尼
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肾癌数据的初步结果
图2 : 全基因组拷贝数变异 (CNV)
a
b
图2 : 全基因组拷贝数变异 a Circos图总结了CNV数据 b. 从显著的常见CNV区域中通过GISTIC 分析筛选出突出的癌症相关基因
精准医疗大数据科研平台第一期项目时间表（2016年）
20
预计9月底之前将完成500例肾癌、肝癌和肺癌的全部测序和基本生物信息学分析工作。
98.05 98.23 ……
98.12 98.07
图1 显著突变的基因 (SMG)
肾癌数据的初步结果
TP53 LRP18 MUC6 ARID1A KCNB2 CDH1 OR4C15 ZFHX4 ZNF835
（a）顶部颜色不同的竖条分别代表109例样本的同义和非同 义体细胞突变率。
( b ) MuSiC 所识别出的显著的基因突变通过q值排列（右侧）
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我国精准放疗技术应用时间表
1995: 立体定向放疗(SRT) 1996: 三维适形放疗(3D-CRT) 2000: 调强放疗(IMRT) 2005: 质子治疗 2006: 重离子治疗/图像引导放疗(IGRT) 2007: 断层旋转调强放疗(TOMO) 2009: 旋转调强放疗(IMAT) 2015: 重离子治疗/MRI模拟定位
蓝色：1973–1979, 红色：1980–1984, 绿色：1985–1989, 实线：左侧乳腺癌 虚线：右侧乳腺癌
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“物理精准”向“生物精准”的转变
放疗的物理精准不能解决放疗适应症的问题 提高剂量并不能提高所有肿瘤病人的生存期 高剂量照射也并不是针对所有的治疗靶区 肿瘤的生物学行为决定了肿瘤的照射靶区和照射剂量
Effective Reads (M)
Mapped Reads
(M)
Mapped Rate (%)
Depth On Target (X)
70.27 60.62 61.43 63.88
63.23 59.32 ……
69.20 60.54
67.94 58.36 59.19 61.49
60.86 57.26 ……
100
80
BED ≤ 79.2 Gy (N=24)
60
BED > 79.2 Gy (N=21)
40
20
0 0
BED
20 40 60 80 100 120 Overall Survival (months)
Median No Survival (Mo) P value*
精准医学背景下肿瘤放射治疗的发展方向 ——从物理精准走向生物精准
天津医科大学肿瘤医院 王平
9/19/2019
精准医疗概念的提出
美国总统奥巴马在 2015年国情咨文演讲中 宣布美国将启动“精准 医学”计划，精准医疗 在全球范围内迅速成为 瞩目的焦点。
我国的精准医疗发展历史及现状
精准医疗在我国
2015年3月召开 2015年2月组成 2006年提出
Onishi H, et al. Cancer 2004
ASTRO 2014—肿瘤体积与SBRT剂量
9/19/2019
Koshy M, et al. USA, ASTRO 2014